三、 课题情况 1．主要研究内容、拟解决的技术难点，以及预期达到的目标、主要技术指标和水平 以网络通信、软件和微电子为主要标志的信息产业的飞速发展，为我们提供了一个前所未有的发展机遇、营造了一个难得的市场与产业环境。集成电路作为电子工业乃至整个信息产业的基础得益于这一难得的机遇，呈现出快速发展的态势。以软硬件协同设计(Software/Hardware Co-Design)、具有知识产权的内核(Intellectual Property Core，简称IP核)复用和超深亚微米(VeryDeepSub-Micron，简称VDSM)技术为支撑的系统级芯片（System on Chip，简称SOC）是国际超大规模集成电路的发展趋势和新世纪集成电路的主流。 现代通信技术的发展正在向个人化、宽带化和移动化方向发展。伴随着第三代移动通信时代的到来，网络提供的业务将变得丰富多彩，包括话音、数据、定位、音频、视频以及一些人们现在还想象不到的业务。用户手中的移动终端不再是仅能通话的手机，而更像一台多媒体电脑终端。为了实现这些业务，同时满足人们对移动终端体积小、耗电省、价格低的要求，研发工作的焦点将集中在第三代移动终端SOC平台的设计开发方面，3G终端系统对系统级芯片（SOC）行业的推动作用日益显现，也给所有从事这一领域工作的科技人员带来了挑战。 第三代移动通信存在三种标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。从长期来看，WCDMA在全球经济规模上将要比CDMA2000更有优势。当更多的厂商生产WCDMA手机和系统，加入竞争，必然导致产品的性价比迅速上升，进而导致更多的运营商采用WCDMA网络，吸引更多的用户使用WCDMA手机，催生出更大的市场，进而吸引更多的厂家参与到WCDMA经济圈中，最终形成一种良性循环。 尤其在中国，由于中国移动已拥有庞大的GSM/GPRS网络，在发展3G时，除选择WCDMA之外，中国移动几乎难以有其它第二种选择。而作为新参与者的中国电信与中国网通，由于没有这种路径依存特征，既可以选择WCDMA也可以选择CDMA20000。 他们在选择标准投资时，必须考虑在经济上有所收益。唯有选择WCDMA，才能站在比联通更高的技术起点，才能获取更大的胜算。可以预见，除了联通公司，其它的运营商都有极有可能选择WCDMA。 因此，本项目将定位于WCDMA/GSM多模终端的基带处理SOC平台。北京星河亮点通信软件有限责任公司（以下简称星河亮点公司）将与北京邮电大学无线新技术研究室（以下简称WTI研究室）合作，抓住SOC产业链的关键环节（SOC设计），共同申请该项目。同时星河亮点公司为了振兴民族企业、带动国内SOC产业链的发展、抓住商机，还与位于产业链上、下端的国内多家通信企业（见附录1）建立了伙伴关系，达成合作协议，走国有化道路，力争在2004年底推出具有国内自主知识产权的WCDMA/GSM多模终端基带处理SOC。 该项目的实施将会带动国内企业的发展、推进第三代移动通信SOC的开发、给国内的移动通信厂商的无线通信及网络通信设备的开发和产业化提供新一代专业解决方案。 功能概述 本项目将研究第三代移动通信SOC平台，定位于WCDMA/GSM多模终端的基带处理SOC的开发。该平台同时支持WCDMA、GSM、GPRS系统的通信标准；集成高性能嵌入式微处理器、高性能数字信号处理器、大容量非挥发存储器、若干个数据存储器、若干个数模、模数转换器、其他类型的外设接口和驱动器、嵌入式操作系统以及必要的应用程序接口；该SOC平台可以根据需要进行重构和再配置；利用该SOC平台可以实现至少两种应用。 拟解决的技术难点如下： 1、软硬件协同设计技术 软硬件协同设计技术，是在系统级上比较不同实现结构的选择对产品性能的影响，从而进行设计的权衡。它覆盖设计过程的许多方面，包括：系统说明与建模、异构系统的协同仿真、软硬件划分、协同验证、总线和处理器负载分析，性能和耗费评估等。 2、多模式的实现 在未来一段时间内，２Ｇ、２．５Ｇ将与３Ｇ共存，也就是说WCDMA手机必须能向后兼容GSM和GPRS制式、向前能支持3GPP的Release99、Release4、Release5版本。实现互连互通、实现全球漫游、实现多模式多标准兼容在WCDMA手机的开发中显得尤为重要。支持多模式需要在基带处理芯片中使用更为复杂的MCU和ＤＳＰ。在发射机和接收机部分继续使用硬件的同时，在语音、数据和网络功能方面将更多地使用软件，也就是说将软件无线电技术用于多模移动终端的开发。 3、提高集成度 第三代移动终端正向着小型化、高存储能力、低功耗的方向发展。为了实现这些目标，就需要研制出高集成度的芯片：除了嵌入的处理器和基带处理所需的相关外围逻辑电路外，还要集成声码器、ＤＳＰ核等IP核，以实现话音编译码、基带模拟发送和接收、Ａ/D转换、Ｄ/Ａ转换和ＰＬＬ功能。 未来WCDMA手机处理的数据量将大大高于现有的移动终端，因此是否拥有大量的存储空间也是WCDMA手机的重要特征。另外，WCDMA多模终端SOC平台还将包含多个MCU及ＤＳＰ，计算强度高于现今普通ＰＣ，其功耗大大提高。功耗问题影响着终端的小型化、通话时间的长短、功能的强弱等诸多方面。因此功耗的降低成为技术难点之一。 4、丰富的接口能力 对于WCDMA手机而言，为了实现更多的多媒体功能以及越来越丰富的应用，超强的接口能力成为设计的重点。WCDMA手机至少应该具有一个ＩｒＤＡ或ＵＳＢ的接口，ＩｒＤＡ接口和USB接口是目前最常用的接口；ＵＳＢ接口可以实现与ＰＣ和外围设备的高速连接。还应该具有键盘接口、语音接口、USIM口、UART口、测试接口等等。 技术指标 技术指标将按遵照如下协议： GSM Release 1999 specification general description of a gsm public land mobile network abbreviations and acronyms gprs requirements types of mobile stations mobile station feature technical performance objectives discontinuous reception in the gsm system functions related to mobile station in idle mode characterization. test mothods and quality assessment for handfree mobile stations overall description of GPRS radio interface mobile station-base station system interface general aspects and principles gsm public land mobile network access reference configuration mobile station-base station system interface channel structure and access capability layer1-general requirement performance requirements on mobile radio interface rate adaption on the mobile station-base station system interface physical layer on the radio path multiplexing and pultiple accsee on the radio path channel coding modulation radio transmission and reception radio subsystem link control link adaptation radio subsystem synchronization backgroud for RF requirement full rate speech processing functions full rate speech transcoding comfort noise aspecets for full rate traffic channel discontinuous transmission for full rate speech traffic channels voice activity detection